CN217280823U

CN217280823U - 一种发光芯片以及显示装置

Info

Publication number: CN217280823U
Application number: CN202220376792.2U
Authority: CN
Inventors: 戴广超; 马非凡; 王子川; 张雪梅; 陈德伪
Original assignee: Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2032-02-23

Abstract

本申请公开了一种发光芯片以及显示装置，其中，所述发光芯片包括衬底层、外延层和电流阻挡层，所述外延层背离所述衬底层的一侧形成有凹槽；所述电流阻挡层设于所述凹槽内。本申请公开的发光芯片通过在外延层刻蚀出凹槽，使电流阻挡层可以设置在凹槽内，不会凸出于外延层背离衬底层的一侧，从而提高发光芯片的结构平整度，改善发光芯片的静电放电能力。

Description

一种发光芯片以及显示装置

技术领域

本申请涉及半导体显示技术领域，特别是涉及一种发光芯片以及显示装置。

背景技术

目前，随着科技的发展，为了环保，减少能源消耗，怎样降低电力消耗成为人们研究的一个课题。现今全球照明消耗电力大概占人类生活整个电力消耗的20％，为实现节能减排的目标，业界开发了很多节能照明的器具，并且达到了一定的效果，最具代表性的就是发光二极管(Light-emitting Diode,简称LED)显示技术的出现，LED发光结构具有亮度高、稳定性强、能耗少的优点，逐渐替代了传统的发光灯具。

但是，现有的发光芯片制程往往包括在衬底上堆叠发光结构、电流阻挡层、电极层、金属引脚等等结构，形成的芯片结构平整度较差，导致固晶难度提高，产生静电放电能力较弱的缺陷。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光芯片以及显示装置，旨在解决现有的发光芯片内平整度不足导致静电放电能力较弱的问题。

本申请的技术方案如下：

一种发光芯片，其中，包括衬底层、外延层和电流阻挡层，所述外延层设于所述衬底层上，所述外延层背离所述衬底层的一侧形成有凹槽；所述电流阻挡层设于所述凹槽内。

所述的发光芯片，其中，所述电流阻挡层的厚度为1500-5000埃。

所述的发光芯片，其中，所述电流阻挡层为二氧化硅层。

所述的发光芯片，其中，所述外延层包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层，所述凹槽设于所述P型半导体层上。

所述的发光芯片，其中，所述发光芯片还包括透明电极层和第一金属层，所述透明电极层和所述第一金属层依次堆叠在所述外延层上，位于所述电流阻挡层背离所述衬底层的一侧。

所述的发光芯片，其中，所述透明电极层的厚度为200-2000埃。

所述的发光芯片，其中，所述外延层包括N电极平台和P电极平台，所述P电极平台上形成所述凹槽，并且所述透明电极层和所述第一金属层堆叠设置于所述P电极平台上；所述发光芯片还包括第二金属层，所述第二金属层位于所述N电极平台上。

所述的发光芯片，其中，所述发光芯片还包括分布式布拉格反射镜层，所述分布式布拉格反射镜层设于所述衬底层上，包裹所述外延层、所述透明电极层、所述第一金属层和所述第二金属层。

所述的发光芯片，其中，所述分布式布拉格反射镜层上设有第一通道和第二通道，所述第一通道延伸至所述第一金属层，所述第二通道延伸至所述第二金属层；所述发光芯片还包括设于所述分布式布拉格反射镜层上的P型引脚层和N型引脚层，所述P型引脚层延伸至所述第一通道内，与所述第一金属层电接触；所述N型引脚层延伸至所述第二通道内，与所述第二金属层电接触。

本申请还公开了一种显示装置，其中，包括显示背板以及设置在所述显示背板的一侧的如上任一所述的发光芯片。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：

本申请公开的发光芯片在外延层刻蚀出凹槽，制程过程中将电流阻挡层形成于凹槽内，不会凸出于外延层背离衬底层的一侧，从而提高外延层表面的平整度，便于后续制程步骤中在外延层表面形成厚度均匀、平整度高的电极层、金属层等等结构，整体上来说提高了发光芯片的结构平整度，从而改善了发光芯片的静电放电能力；另外，提高了发光芯片的平整度还方便进行芯片固晶。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中发光芯片的结构示意图。

其中，100、衬底层；200、外延层；210、N电极平台；220、P电极平台；221、凹槽；300、电流阻挡层；400、透明电极层；500、第一金属层；600、第二金属层；700、分布式布拉格反射镜层；710、第一通道；720、第二通道；800、P型引脚层；900、N型引脚层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，传统的发光芯片结构中，电流阻挡层(CB层)堆叠在外延层上，透明电极层则覆盖在CB层上，并且从CB层的侧面延伸到外延层表面与P型半导体层接触，当工作过程中电流从金属层向下流至透明电极层时，透明电极层下的CB层不能导电，电流只会沿着透明电极层从CB的侧面流至P型半导体层，但是由于制造过程中CB层凸出于外延层表面，所以光刻时影响透明电极层的厚度，特别是透明电极层在CB层的侧面的厚度较薄，透明电极层对CB层的末端覆盖较差，会导致芯片打静电放电(简称ESD)时，ESD爆点出现在CB层边缘，容易引起芯片故障，影响正常发光。

参阅图1，本申请申请的一实施例中，公开了一种发光芯片，其中，包括衬底层100、外延层200和电流阻挡层300，所述外延层200设于所述衬底层100上，所述外延层200背离所述衬底层100的一侧形成有凹槽221；所述电流阻挡层300设于所述凹槽221内。

本实施例公开的发光芯片在外延层200刻蚀出凹槽221，制程过程中先在将电流阻挡层300形成于凹槽221内，不会凸出于外延层200背离衬底层100的一侧，从而提高外延层200表面的平整度，便于后续制程步骤中在外延层200表面形成厚度均匀、平整度高的电极层、金属层等等结构，整体上来说提高了发光芯片的结构平整度，从而改善了发光芯片的静电放电能力；另外，提高了发光芯片的平整度还方便进行芯片固晶。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述电流阻挡层300的厚度为1500-5000埃。在实际制造过程中外延层200的厚度也只有几微米，而凹槽221设置在外延层200上，深度不会贯穿到衬底层100上，所以为了防止电流阻挡层300凸出于凹槽221的开口，同时正常起作用，设置电流阻挡层300的厚度为1500-5000埃，有利于形成平整度良好的发光芯片的结构。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述电流阻挡层300为二氧化硅层。二氧化硅作为不导电的无机物，化学性质稳定，而且坚硬、耐热性好，作为电流阻挡层300可以长久使用。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述外延层200包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层，所述凹槽221设于所述P型半导体层上。电流阻挡层300实现正常阻挡电流的目的也需要一定的厚度，所以优选的在外延层200上进行光刻mesa图形时贯穿P型半导体层，使凹槽221的底部延伸到多量子阱层，从而尽量减少电流阻挡层300凸出P型半导体层上表面的情况发生，提高发光芯片的结构平整度。

如图1所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述发光芯片还包括透明电极层400和第一金属层500，所述透明电极层400和所述第一金属层500依次堆叠在所述外延层200上，位于所述电流阻挡层300背离所述衬底层100的一侧。透明电极层400用于将电流阻挡层300两侧的金属层和外延层200导通，从而实现将电荷导向外延层200进行发光的目的，优选的透明电极层400为掺锡氧化铟(IndiumTinOxide，简称ITO)层，通过溅射然后湿法腐蚀形成特定形状的ITO薄膜为透明电极层400，ITO薄膜具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性，有利于延长发光芯片的使用寿命。同时，本实施例中将ITO层覆盖在电流阻挡层300上，而且完全覆盖，从而可以从电流阻挡层300的周围任意角度接触到外延层200，维持稳定、良好的发光状态。

另外，本实施例中公开的第一金属层500用于与P电极引脚接触，也起到导电的作用，具体的，可设置第一金属层500的厚度为1-3微米，通过蒸镀形成。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述透明电极层400的厚度为200-2000埃。

再如图1所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述外延层200包括N电极平台210和P电极平台220，所述P电极平台上220形成所述凹槽221，并且所述透明电极层400和所述第一金属层500堆叠设置于所述P电极平台220上；所述发光芯片还包括第二金属层600，所述第二金属层600位于所述N电极平台210上。第二金属层600用于与N电极引脚接触，导通N型半导体层。

再如图1所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述发光芯片还包括分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflection，简称DBR)层700，所述分布式布拉格反射镜层700设于所述衬底层100上，包裹所述外延层200、所述透明电极层400、所述第一金属层500和所述第二金属层600。DBR层是由两种不同折射率的材料以ABAB的方式交替排列组成的周期结构，每层材料的光学厚度为中心反射波长的1/4，因此是一种四分之一波长多层系统，相当于简单的一组光子晶体。DBR层的反射率可达99％以上。所以在本实施例中用于提升发光芯片的亮度。

具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述分布式布拉格反射镜层700上设有第一通道710和第二通道720，所述第一通道710延伸至所述第一金属层500，所述第二通道720延伸至所述第二金属层600；所述发光芯片还包括设于所述分布式布拉格反射镜层700上的P型引脚层800和N型引脚层900，所述P型引脚层800延伸至所述第一通道710内，与所述第一金属层500电接触；所述N型引脚层900延伸至所述第二通道720内，与所述第二金属层600电接触。设置P型引脚层800和N型引脚层900向外延层200通电，从而实现发光，本实施例中因为前期堆叠的各层平整度高，所以最后形成的P型引脚层800和N型引脚层900平整度也高，有利于提高固晶时的成功率，提高生产效率。

具体的，在本实施例的另一种实施方式中公开了发光芯片的制成步骤如下：

步骤1：提供一片外延片，外延片包括N-GaN层、MQW层、P-GaN三层。在外延片上光刻mesa图形，用干法刻蚀机台刻蚀氮化镓，其中刻蚀气体为BCl₃ Cl₂，刻蚀深度1-2微米，去胶后即可得到mesa图形；

步骤2：在所述的mesa层上光刻ISO图形，使用干法刻蚀机台刻穿氮化镓层至衬底层100，其中刻蚀气体为BCl₃ Cl₂，刻蚀深度4-8微米，去胶后得到ISO图形；

步骤3：在外延层上沉积一层氧化硅层(CB层)，CB层厚度在1500-5000埃(A)，在CB层上光刻CB图形，湿法腐蚀，去胶后得到CB层；

步骤4：在外延层上溅射一层ITO层，ITO厚度在200-2000埃(A)，在ITO层上光刻ITO图形，湿法腐蚀ITO，去胶后得到ITO层；

步骤5：在所述ITO层上采用负胶光刻Metal图形，使用富林蒸镀机台蒸镀Metal电极，电极厚度在1-3微米，蓝膜剥离去胶后得到Metal层；

步骤6：在Metal层上蒸镀DBR层(氧化硅与氧化钛叠层结构)，DBR层厚度2-5微米，然后光刻DBR图形，干法刻蚀DBR，其中刻蚀气体为CF₄ O2 Ar，刻蚀后去胶即可得到DBR层；

步骤7：在DBR层上采用负胶光刻PAD图形，使用富林蒸镀机台蒸镀PAD电极(包括P型引脚层800和N型引脚层900)，电极厚度在1-3微米，蓝膜剥离去胶后得到PAD图形。

作为本申请的另一实施例，公开了一种显示装置，其中，包括显示背板以及设置在所述显示背板的一侧的如上任一所述的发光芯片。

综上所述，本申请公开了一种发光芯片，其中，包括衬底层100、外延层200和电流阻挡层300，所述外延层200设于所述衬底层100上，所述外延层200背离所述衬底层100的一侧形成有凹槽221；所述电流阻挡层300设于所述凹槽221内。本实施例公开的发光芯片在外延层200刻蚀出凹槽221，制程过程中先在将电流阻挡层300形成于凹槽221内，不会凸出于外延层200背离衬底层100的一侧，从而提高外延层200表面的平整度，便于后续制程步骤中在外延层200表面形成厚度均匀、平整度高的电极层、金属层等等结构，整体上来说提高了发光芯片的结构平整度，从而改善了发光芯片的静电放电能力；另外，提高了发光芯片的平整度还方便进行芯片固晶。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

需要说明的是，本申请以发光芯片为例对本申请的具体结构及工作原理进行介绍，但本申请的应用并不以发光芯片为限，也可以应用到其它类似工件的生产和使用中。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种发光芯片，其特征在于，包括：

衬底层；

外延层，设于所述衬底层上，所述外延层背离所述衬底层的一侧形成有凹槽；以及

电流阻挡层，设于所述凹槽内；

所述发光芯片还包括透明电极层和第一金属层，所述透明电极层和所述第一金属层依次堆叠在所述外延层上，位于所述电流阻挡层背离所述衬底层的一侧；所述透明电极层覆盖在所述电流阻挡层上。

2.根据权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的厚度为1500-5000埃。

3.根据权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述电流阻挡层为二氧化硅层。

4.根据权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述外延层包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层，所述凹槽设于所述P型半导体层上。

5.根据权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述透明电极层的厚度为200-2000埃。

6.根据权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述外延层包括N电极平台和P电极平台，所述P电极平台上形成所述凹槽，并且所述透明电极层和所述第一金属层堆叠设置于所述P电极平台上；

所述发光芯片还包括第二金属层，所述第二金属层位于所述N电极平台上。

7.根据权利要求6所述的发光芯片，其特征在于，所述发光芯片还包括分布式布拉格反射镜层，所述分布式布拉格反射镜层设于所述衬底层上，包裹所述外延层、所述透明电极层、所述第一金属层和所述第二金属层。

8.根据权利要求7所述的发光芯片，其特征在于，所述分布式布拉格反射镜层上设有第一通道和第二通道，所述第一通道延伸至所述第一金属层，所述第二通道延伸至所述第二金属层；

所述发光芯片还包括设于所述分布式布拉格反射镜层上的P型引脚层和N型引脚层，所述P型引脚层延伸至所述第一通道内，与所述第一金属层电接触；所述N型引脚层延伸至所述第二通道内，与所述第二金属层电接触。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示背板以及设置在所述显示背板的一侧的如权利要求1至8任意一项所述的发光芯片。